發(fā)布時間：2020-04-16 19:22

【摘要】：近些年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國內(nèi)對橡膠原料及橡膠制品的需求也在不斷增加,橡膠行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在不斷地進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,傳統(tǒng)橡膠機(jī)械更新?lián)Q代的速度加快,新型混煉設(shè)備也層出不窮。但密煉機(jī)仍是最重要的橡膠混煉設(shè)備,從出現(xiàn)至今已經(jīng)衍生出了多種型號和規(guī)格。對于密煉機(jī)而言最重要的元件是轉(zhuǎn)子,對于密煉機(jī)的研究歸根結(jié)底是對轉(zhuǎn)子的研究。本文通過查閱大量相關(guān)的資料,在對密煉機(jī)及轉(zhuǎn)子的混煉機(jī)理、混煉過程有了深入了解的基礎(chǔ)上,做了如下工作:1、結(jié)合本實驗室的0.3L密煉機(jī),自行開發(fā)設(shè)計了四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子突棱長度和螺旋角突破了傳統(tǒng)的設(shè)計規(guī)則,采用取消短棱全部改用長棱和變螺旋角設(shè)計,增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子對膠料的剪切作用和軸向、環(huán)向的流動性,改善了混煉效果,提高混煉膠質(zhì)量。2、對同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)的混煉機(jī)理和混煉過程進(jìn)行了分析,并詳細(xì)介紹了橡膠與炭黑等配合劑的混合過程,著重對四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子的混煉機(jī)理和混煉過程進(jìn)行了理論分析。并選用Creo三維繪圖軟件對四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子進(jìn)行三維建模。3、采用EDEM離散元軟件模擬四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子0°和90°相位關(guān)系對橡膠和炭黑分布的影響,結(jié)果顯示四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子90°相位關(guān)系時炭黑分布性能優(yōu)于0°相位關(guān)系。采用POLYFLOW對四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子0°和90°相位關(guān)系混煉過程的混合指數(shù)場、剪切速率場、壓力場和粘度場進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子90°相位關(guān)系時混合指數(shù)高于0°相位關(guān)系,膠料所受到的壓力也低于0°相位關(guān)系,但剪切速率差別不明顯。兩種相位關(guān)系的最低粘度值出現(xiàn)的位置相同都在棱頂,但最高粘度出現(xiàn)的位置不同,0°相位關(guān)系最高粘度主要出現(xiàn)在轉(zhuǎn)子凹槽的中間區(qū)域,90°相位關(guān)系最高粘度主要出現(xiàn)在兩轉(zhuǎn)子中間部位。4、在實驗室0.3L密煉機(jī)上對四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子0°和90°相位關(guān)系、寬棱同步轉(zhuǎn)子和四棱同步轉(zhuǎn)子在不同混煉工藝條件下進(jìn)行橡膠混煉實驗,并對膠料的各項性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明,相同混煉工藝條件下四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子與寬棱同步轉(zhuǎn)子和四棱同步轉(zhuǎn)子相比,炭黑分散度、流動性、硫化性能、機(jī)械性能等方面都有不同程度的提高,說明四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子能增強(qiáng)轉(zhuǎn)子對膠料的剪切、拉伸作用和軸向、環(huán)向的流動性,使配合劑與橡膠分散和分布的更加均勻,提高混煉膠質(zhì)量。
【圖文】：

四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)混煉機(jī)理及實驗研究輪胎是最主要的橡膠消耗品。據(jù)調(diào)查，平均一輛轎車大約消耗 67 千克橡膠，其中包括輪胎、密封條等 300 多件橡膠制品。如圖 1-1 和圖 1-2 所示，由于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，推動汽車保有量以每年 12%-14%的速度增長，每年增加的數(shù)量達(dá)到 1700-1800 萬輛。以目前汽車保有量的增長速度，假設(shè)每輛車配 5 條輪胎，那么輪胎需求量將每年增加 8500-9000 萬條。而目前面臨的主要問題是國內(nèi)的橡膠產(chǎn)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要大量依賴進(jìn)口，橡膠的質(zhì)量與發(fā)達(dá)國家還有一定的差距。提高橡膠產(chǎn)量和質(zhì)量，推動輪胎產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級急需要解決。

四棱全對稱同步轉(zhuǎn)子密煉機(jī)混煉機(jī)理及實驗研究輪胎是最主要的橡膠消耗品。據(jù)調(diào)查，平均一輛轎車大約消耗 67 千克橡膠，，其中包括輪胎、密封條等 300 多件橡膠制品。如圖 1-1 和圖 1-2 所示，由于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，推動汽車保有量以每年 12%-14%的速度增長，每年增加的數(shù)量達(dá)到 1700-1800 萬輛。以目前汽車保有量的增長速度，假設(shè)每輛車配 5 條輪胎，那么輪胎需求量將每年增加 8500-9000 萬條。而目前面臨的主要問題是國內(nèi)的橡膠產(chǎn)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要大量依賴進(jìn)口，橡膠的質(zhì)量與發(fā)達(dá)國家還有一定的差距。提高橡膠產(chǎn)量和質(zhì)量，推動輪胎產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級急需要解決。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ330.11

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本文編號：2629942